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夯筑土遗址木锚杆四锚系统锚固机制物理模型试验研究
Physical model test on working mechanisms of an anchor group system with four wood bolts in rammed earthen sites

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李金峰 1,2   张景科 1,2 *   王南 1,2   赵林毅 3   郭青林 3  
文摘 选择夯筑土遗址木锚杆四锚系统为研究对象,构建尺寸为2 m×2 m×0.5 m室内试验模型,运用自主研发的拉拔试验测试系统,获得四锚锚固系统的荷载位移关系与破坏模式。基于三维有限差分数值模拟方法,分析夯筑土体的位移场与应力场、单根锚杆轴应力以及锚杆–浆体界面的应力分布特征。研究结果表明,荷载位移关系前期处于弹性阶段,后期进入塑性阶段。单根锚杆周围土体的破坏半径约为26 cm,杆间裂纹相互贯通,群锚系统呈现典型的复合锥形破坏。数值模拟结果表明,所选取的四锚对角线L_1、边线L_2、中线L_3三条测线位移分布特征相同,均呈对称的抛物线分布。四锚锚固系统的受力区集中在试样中部土层。随着荷载增加,锚杆–浆体界面的剪应力向锚杆末端转移,上部界面脱黏破坏。受到夯筑工艺影响,夯筑土遗址群锚破坏模式可能会沿着土层分离。研究结果对夯筑土遗址木锚杆群锚锚固系统设计具有较高的参考价值。
其他语种文摘 A model test of a four-anchor system applied in the earthen site with a size of 2 m×2 m×0.5 m was carried out through a self-developed pull-out system,and the failure mode and load-displacement relationship were studied.Based on the three-dimensional finite difference method,the displacement and stress fields of rammed soil,the axial stress of a single bolt and the stress distribution of the anchor-slurry interface were analyzed.The results show that the load-displacement curve shows elastic first and then plastic.The crack radius of the soil around an anchor is about 26 cm,and the cracks among anchors are connected with each other.The failure mode of the four-anchor anchorage system is a typical composite cone failure.The numerical simulation test reveals that the load-displacement distributions of the three selected measuring lines of the four anchor system including diagonal L_1,sideline L_2 and center line L_3 are all symmetric parabola.The stress area of the four-anchor anchorage system is concentrated in the middle soil layer of the sample.With increasing the load,the shear stress of the boltslurry interface will transfer from the top to the bottom of the bolt,and the upper interface will debond.Under the influence of the ramming construction technology,the anchor group may separate along the soil layer.The research results have high reference value for the design of the anchor group system with wood bolts in earthen sites.
来源 岩石力学与工程学报 ,2019,38(11):2321-2331 【核心库】
DOI 10.13722/j.cnki.jrme.2019.0611
关键词 土力学 ; 夯筑土遗址 ; 四锚系统 ; 群锚效应 ; 模型试验 ; 数值模拟
地址

1. 兰州大学土木工程与力学学院, 甘肃, 兰州, 730000  

2. 兰州大学, 西部灾害与环境力学教育部重点实验室, 甘肃, 兰州, 730000  

3. 敦煌研究院, 国家古代壁画与土遗址保护工程技术研究中心, 甘肃, 敦煌, 736200

语种 中文
文献类型 研究性论文
ISSN 1000-6915
学科 建筑科学
基金 国家自然科学基金
文献收藏号 CSCD:6607681

参考文献 共 32 共2页

1.  吴文. 深基坑桩锚支护结构受力和变形特性研究. 岩石力学与工程学报,2001,20(3):399-402 CSCD被引 17 次    
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7.  石玉成. 木质锚杆加固土遗址边坡的稳定性分析. 地震工程学报,2015,37(3):809-815 CSCD被引 6 次    
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13.  孙满利. 木质锚杆加固生土遗址研究. 岩土工程学报,2006,28(12):2156-2159 CSCD被引 17 次    
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17.  Zhang Y G. Seismic response of multiple-anchor connections to concrete. Aci Structural Journal,2001,98(6):811-822 CSCD被引 3 次    
18.  唐树名. 预应力锚索群锚锚固边坡均质岩体的室内模型试验研究. 中国公路学报,2004,17(3):23-27 CSCD被引 1 次    
19.  许明. 单锚及群锚失效对边坡稳定性影响的模型试验研究. 岩石力学与工程学报,2007,26(增1):2755-2760 CSCD被引 5 次    
20.  李宁. 预应力群锚加固机理数值试验研究. 岩土工程学报,1997,19(5):62-68 CSCD被引 1 次    
引证文献 5 篇

1 毛筱霏 夯筑遗址加固中楠竹锚杆应力分布变化规律研究 应用力学学报,2021,38(1):345-353
CSCD被引 3 次

2 芦苇 土遗址楠竹锚固界面力学行为与传力机理研究 固体力学学报,2021,42(5):501-517
CSCD被引 2 次

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